壓力管道應(yīng)力分析

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1、壓力管道應(yīng)力分析部分第44頁共45頁第一章任務(wù)與職責(zé)1.管道柔性設(shè)計(jì)的任務(wù)壓力管道柔性設(shè)計(jì)的任務(wù)是使整個(gè)管道系統(tǒng)具有足夠的柔性，用以防止由于管系的溫度、自重、內(nèi)壓和外載或因管道支架受限和管道端點(diǎn)的附加位移而發(fā)生下列情況；1)因應(yīng)力過大或金屬疲勞而引起管道破壞；2)管道接頭處泄漏；3)管道的推力或力矩過大，而使與管道連接的設(shè)備產(chǎn)生過大的應(yīng)力或變形，影響設(shè)備正常運(yùn)行；4)管道的推力或力矩過大引起管道支架破壞；2.壓力管道柔性設(shè)計(jì)常用標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范1)GB50316-2000《工業(yè)金屬管道設(shè)計(jì)規(guī)范》2)SH/

2、T3041-2002《石油化工管道柔性設(shè)計(jì)規(guī)范》3)SH3039-2003《石油化工非埋地管道抗震設(shè)計(jì)通則》4)SH3059-2001《石油化工管道設(shè)計(jì)器材選用通則》5)SH3073-95《石油化工企業(yè)管道支吊架設(shè)計(jì)規(guī)范》6)JB/T8130.1-1999《恒力彈簧支吊架》7)JB/T8130.2-1999《可變彈簧支吊架》8)GB/T12777-1999《金屬波紋管膨脹節(jié)通用技術(shù)條件》9)HG/T20645-1998《化工裝置管道機(jī)械設(shè)計(jì)規(guī)定》10)GB150-1998《鋼制壓力容器》3.專業(yè)職責(zé)

3、1)應(yīng)力分析(靜力分析動(dòng)力分析）2)對重要管線的壁厚進(jìn)行計(jì)算3)對動(dòng)設(shè)備管口受力進(jìn)行校核計(jì)算4)特殊管架設(shè)計(jì)4.工作程序1)工程規(guī)定2)管道的基本情況壓力管道應(yīng)力分析部分第44頁共45頁1)用固定點(diǎn)將復(fù)雜管系劃分為簡單管系，盡量利用自然補(bǔ)償2)用目測法判斷管道是否進(jìn)行柔性設(shè)計(jì)3)L型U型管系可采用圖表法進(jìn)行應(yīng)力分析4)立體管系可采用公式法進(jìn)行應(yīng)力分析5)宜采用計(jì)算機(jī)分析方法進(jìn)行柔性設(shè)計(jì)的管道6)采用CAESARII進(jìn)行應(yīng)力分析7)調(diào)整設(shè)備布置和管道布置8)設(shè)置、調(diào)整支吊架9)設(shè)置、調(diào)整補(bǔ)償器10)評

4、定管道應(yīng)力11)評定設(shè)備接口受力12)編制設(shè)計(jì)文件13)施工現(xiàn)場技術(shù)服務(wù)2.工程規(guī)定1)適用范圍2)概述3)設(shè)計(jì)采用的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范及版本4)溫度、壓力等計(jì)算條件的確定5)分析中需要考慮的荷載及計(jì)算方法6)應(yīng)用的計(jì)算軟件7)需要進(jìn)行詳細(xì)應(yīng)力分析的管道類別8)管道應(yīng)力的安全評定條件9)機(jī)器設(shè)備的允許受力條件（或遵循的標(biāo)準(zhǔn)）10)防止法蘭泄漏的條件11)膨脹節(jié)、彈簧等特殊元件的選用要求12)業(yè)主的特殊要求13)計(jì)算中的專門問題（如摩擦力、冷緊等的處理方法）14)不同專業(yè)間的接口關(guān)系15)環(huán)境設(shè)計(jì)荷載16)其

5、它要求壓力管道應(yīng)力分析部分第44頁共45頁第二章壓力管道柔性設(shè)計(jì)1.管道的基礎(chǔ)條件包括：介質(zhì)溫度壓力管徑壁厚材質(zhì)荷載端點(diǎn)位移等。2.管道的計(jì)算溫度確定管道的計(jì)算溫度應(yīng)根據(jù)工藝設(shè)計(jì)條件及下列要求確定：1)對于無隔熱層管道：介質(zhì)溫度低于65℃時(shí)，取介質(zhì)溫度為計(jì)算溫度；介質(zhì)溫度等于或高于65℃時(shí)，取介質(zhì)溫度的95%為計(jì)算溫度；2)對于有外隔熱層管道，除另有計(jì)算或經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)外，應(yīng)取介質(zhì)溫度為計(jì)算溫度；3)對于夾套管道應(yīng)取內(nèi)管或套管介質(zhì)溫度的較高者作為計(jì)算溫度；4)對于外伴熱管道應(yīng)根據(jù)具體條件確定計(jì)算溫度；5)

6、對于襯里管道應(yīng)根據(jù)計(jì)算或經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定計(jì)算溫度；6)對于安全泄壓管道，應(yīng)取排放時(shí)可能出現(xiàn)的最高或最低溫度作為計(jì)算溫度；7)進(jìn)行管道柔性設(shè)計(jì)時(shí)，不僅應(yīng)考慮正常操作條件下的溫度，還應(yīng)考慮開車、停車、除焦、再生及蒸汽吹掃等工況。3.管道安裝溫度宜取20℃（除另有規(guī)定外）。4.管道計(jì)算壓力應(yīng)取計(jì)算溫度下對應(yīng)的操作壓力。5.管道鋼材參數(shù)按《石油化工管道柔性設(shè)計(jì)規(guī)范》SH/T3041－2002執(zhí)行1)鋼材平均線膨脹系數(shù)可參照附錄A選取。2)鋼材彈性模量可參照附錄B選取。3)計(jì)算二次應(yīng)力范圍時(shí)，管材的彈性模量應(yīng)取安

7、裝溫度下鋼材的彈性模量。6.管道壁厚計(jì)算1)內(nèi)壓金屬直管的壁厚根據(jù)SH3059-2001《石油化工管道設(shè)計(jì)器材選用通則》確定：當(dāng)S0

8、m；Y――溫度修正系數(shù)，按下表選取。溫度修整系數(shù)表材料溫度℃≤482510538566593≥621鐵素體鋼0.40.50.70.70.70.7奧氏體鋼0.40.40.40.40.50.7當(dāng)S0≥D0/6或P/[σ]t>0.385時(shí)，直管壁厚應(yīng)根據(jù)斷裂理論、疲勞、熱應(yīng)力及材料特性等因素綜合考慮確定。2）對于外壓直管的壁厚應(yīng)根據(jù)GB150-1998《鋼制壓力容器》規(guī)定的方法確定。2.管道上的荷載管道上可能承受的荷載有：1）重力荷載，包括管道自重、保溫重、介質(zhì)重和積雪重等